Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Определение вертикальных нагрузок на раму ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6
Расчетная постоянная нагрузка от покрытия, включая массу фермы (см. п.2.2): . Расчетное давление на колонну от покрытия: , То же от стенового ограждения с учетом элементов крепления: , где – расчётная нагрузка от стенового ограждения, принятая равной расчётной нагрузки от покрытия; – масса металлических элементов крепления стенового ограждения; – коэффициент надёжности по нагрузке для металлических конструкций (таблица 1 [2]). Для определения собственной массы колонны ориентировочно принимаем следующие размеры ее сечения: , . Тогда расчетное давление от собственной массы колонны: , где – плотность древесины лиственницы для 1-го класса условий эксплуатации (таблица 6.2 [1]); – коэффициент надежности по нагрузке для деревянных конструкций (таблица 1 [2]). Расчетное давление на колонну от снеговой нагрузки: , где – расчетная погонная снеговая нагрузка при ее треугольном распределении (см. п.2.2).
Определение горизонтальных нагрузок на раму Расчетная ветровая распределенная нагрузка на раму по высоте колонны определяется по формуле: , где – коэффициент надежности по ветровой нагрузке (п. 6.11 [2]). Определяем расчетную распределенную нагрузку с наветренной стороны (напор): - на высоте 4.5 м: , где – нормативное значение ветрового давления для V ветрового района (таблица 5 [2]); – коэффициент для типа местности "В" при (таблица 6 [2]); – аэродинамический коэффициент с наветренной стороны (схема 3, приложение 4 [2]). Определяем расчетную распределенную нагрузку с подветренной стороны (отсос): - на высоте 4.5 м: , где – аэродинамический коэффициент с подветренной стороны при и (схема 2 и 3, приложение 4 [2]). Расчетную сосредоточенную ветровую нагрузку на уровне нижнего пояса определим как сумму горизонтальных проекций результирующих нагрузок на участках l1 и l2, рисунок3.1, в.
а - расчётная схема рамы; б - сбор ветровой нагрузки на раму; в - сбор ветровой нагрузки на покрытие.
Рисунок 3.1 - К расчёту рамы
Предварительно определим необходимые геометрические размеры. Половина центрального угла j: , . Уголj2: , . Угол j1: , где – радиус очертания оси верхнего пояса фермы (рисунок 2.1). Длина дуги . Длина дуги . Угол . Угол .
Расчетная сосредоточенная нагрузка с наветренной стороны будет равна: , где при (таблица 6 [2]); при (таблица 6 [2]); ; – аэродинамические коэффициенты при и (схема 3, приложение 4 [2]); , . То же, с подветренной стороны: , где – аэродинамический коэффициент (схема 3,приложение 4 [2]).
Статический расчет рамы Поскольку рама является статически неопределимой системой, то определяем значение лишнего неизвестного, которым является продольное усилие в ригеле “Fx”. Расчет выполняем для каждого вида загружения: - от ветровой нагрузки на стены: - от ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля: - от стенового ограждения: , где , здесь – расстояние между серединой высоты сечения колонны и серединой толщины стенового ограждения(толщина стенового ограждения принята равной высоте сечения деревянной составляющей покрытия). Примем, что положительное значение неизвестного “FX” направлено от узлов рамы (на рисунке 3.1,а показано сплошной линией), а изгибающего момента – по часовой стрелке. Определим изгибающие моменты в заделке рамы. Для левой колонны: Для правой колонны: Поперечная сила в заделке: Расчетные усилия: ; ; , где –коэффициент сочетания согласно п. 1.12 [2], учитывающий действие двух кратковременных нагрузок.
Подбор сечения колонны Так как – отметка низа стропильных конструкций, то определим фактическую длину колонны по формуле: , где ,принимаем (таблица 21 [8]) – высота сечения обвязочного бруса из условия устойчивости, здесь – шаг несущих конструкций; – предельная гибкость для связей (таблица 7.7 [1]); – высота фундамента под колонну над уровнем пола. Проектируем колонну прямоугольного сечения, рисунок 3.2. Ширину сечения определяем из условия предельной гибкости из плоскости рамы с учётом отсутствия распорки по середине высоты колонны. Такие распорки необходимо устанавливать при . Рисунок 3.2 – Сечение колонны
, где – расчетная длина колонны из плоскости рамы с учётом отсутствия распорки посередине высоты колонны; – предельная гибкость колонны (таблица 7.7 [1]). Принимаем ширину сечения колонны 225 мм, что с учетом острожки досок по кромкам составит .
После назначения ширины сечения колонны проверяем длину опорной плиты фермы по формуле: , где – ширина сечения колонны; – расстояние от края элемента крепления (уголка) (см. рисунок 71 [5]) до центра отверстия под болт (прил. VI, таблица 11 [7]); – предварительной принятый диаметр отверстия под болт, крепящий ферму к колонне. Так как , следовательно, длина опорной плиты фермы принята правильно. Высоту сечения колонны принимаем из 16 досок толщиной 33 мм (после острожки). Тогда высота сечения . Проверим сечение сжато-изогнутого элемента по формуле (7.21) [1]: , где – расчетная продольная сила; – площадь расчетного сечения нетто; – расчетный изгибающий момент; – коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле (7.22) [1]: , где – коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле: , где – для древесины (п. 7.3.2 [1]); , где – радиус инерции сечения элемента в направлении относительно оси x; – расчётная длина элемента, где – при одном защемлённом и втором свободном конце стержня (п. 7.7.1 [1]) – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон (таблица 6.4 [1]), определяемое с учетом положений п. 6.1.4.7 [1]. Таким образом: ; ; (таблица 7.7 [1]); ; , где – расчетное сопротивление сосны сжатию вдоль волокон для 2-го сорта для элементов прямоугольного сечения шириной от 0.11 до 0.13 м при высоте сечения от 0.11 до 0.5 м (таблица 6.4 [1]); – переходной коэффициент для лиственницы, учитывающий породу древесины (таблица 6.5 [1]); – коэффициент условий работы для учёта класса продолжительности действия нагрузок и условий эксплуатации (таблица 6.3 [1]); – коэффициент, учитывающий высоту сечения, при (таблица 6.8 [1]); – коэффициент, учитывающий толщину слоя, при (таблица 6.9 [1]); - площадь расчётного сечения брутто; - расчётный момент сопротивления поперечного сечения. Тогда . Принятое сечение не удовлетворяет условиям прочности с запасом , однако уменьшение высоты сечения по условию предельной гибкости невозможно. Проверим принятое сечение на устойчивость плоской формы деформирования из плоскости рамы по формуле (7.24) [1]: , где – показатель степени для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования; – коэффициент продольного изгиба для участка между закреплениями, определяемый по формуле (7.7) [1]: ; – коэффициент, определяемый по формуле: , здесь – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке , определяемый по таблице 7.4 [1]; – расстояние между точками закрепления сжатой кромкой от смещения из плоскости изгиба. С учетом отсутствия распорок, получаем: , где – при шарнирном закреплении концов стержня из плоскости изгиба (п. 7.7.1 [1]). ; (таблица 7.7 [1]); ; , где принят по таблице 7.4 [1] для трапецеидальной формы эпюры моментов при свободной растянутой кромке для нижней половины колонны, здесь при моменте в опорном сечении (см. п. 3.3) и моменте по середине высоты колонны . Таким образом , т.е. устойчивость плоской формы деформирования колонны обеспечена. Проверим сечение колонны на действие скалывающих напряжений при изгибе по формуле (7.15) [1]: , где – расчётная поперечная сила;
– статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения колонны относительно нейтральной оси; – момент инерции брутто поперечного сечения колонны относительно нейтральной оси; – расчётная ширина сечения колонны; , здесь – расчетное сопротивление лиственницы 2-го сорта скалыванию вдоль волокон при изгибе клееных элементов (таблица 6.4 [1]); – переходной коэффициент для лиственницы, учитывающий породу древесины (таблица 6.5 [1]); – коэффициент условий работы для учёта класса продолжительности действия нагрузок и условий эксплуатации (таблица 6.3 [1]); – коэффициент, учитывающий толщину слоя, при (таблица 6.9 [1]). Тогда с учётом того, что для прямоугольных элементов без ослаблений , получаем: , т.е. условие выполнено.
Расчет базы колонны Жёсткое сопряжение колонны с фундаментом (рисунок 3.3) осуществляем с помощью анкерных болтов. Анкерные болты прикрепляются к стальной траверсе, укладываемой на скошенные торцы специально приклеиваемых по бокам колонны бобышек. Расчёт сопряжения производим по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке вместо среднего значения и ветровой нагрузки (п. 2.2 [2]): ; Определяем расчётный изгибающий момент с учётом его увеличения от действия продольной силы: , где . Для крепления анкерных болтов по бокам колонны приклеиваем по две доски толщиной 33 мм каждая. Таким образом, высота сечения колонны у фундамента составляет . Тогда напряжения на поверхности фундамента будут составлять: ; ; Для фундамента принимаем бетон класса С8/10с нормативным сопротивлением осевому сжатию (таблица 6.1 [9]). Расчётное сопротивление бетона на местное сжатие согласно п. 7.4.1.1 [9]: , где – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, который следует определять по формуле (7.146) [9], принимаем равным 1.2; – коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, принимаемый согласно указаниям п. 6.1.5.4 [9]; – расчетное сопротивление бетона сжатию согласно указаниям п. 6.1.2.11 [8], здесь – частный коэффициент безопасности по бетону. Вычисляем размеры участков эпюры напряжений: ; ; где – принятое расстояние от края колонны до оси анкерного болта (рисунок 3.3, а).
а) – крепление колонны к фундаменту; б) – эпюра напряжений на поверхности фундамента; в) – расчётная схема траверсы; 1 – колонна; 2 – бобышки; 3 – косые шайбы; 4 – анкерные болты Æ14 мм; 5 – болты Æ12 мм; 6 – траверса (Ð63´4); 7 – гидроизоляция; 8 – тяжёлый бетон класса С8/10.
Рисунок 3.3 - К расчёту базы колонны
Находим усилие в анкерных болтах: . Требуемая площадь сечения анкерного болта: , где – количество анкерных болтов с одной стороны; – расчётное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 (таблица 60* [6]). Принимаем болты диаметром 14 мм с расчётной площадью поперечного сечения по ГОСТ 24379.0-80 (таблица 5.11 [11]). Траверсу для крепления анкерных болтов рассчитываем как балку по схеме, приведенной на рисунке 3.3, в. Изгибающий момент . Из условия размещения анкерных болтов (таблица 1, приложение IV [10]) принимаем Ð70´6 с и (ГОСТ 8509-93) из стали класса С245 (таблица 7.1 [11]). Напряжения изгиба: где – расчетное сопротивление изгибу стали класса C245 толщиной от 2 до 20 мм (таблица 51*[6]); – коэффициент условий работы при расчёте стальных конструкций (таблица 6* [6]). Определяем расчётную несущую способность клеевого шва на скалывание по формуле (9.6) [1]: , где – расчётное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон для клеевого шва, определяемое по формуле (9.7) [1]: , здесь , где – расчетное сопротивление листенницы 2-го сорта местному скалыванию вдоль волокон в клеевых соединениях (таблица 6.4 [1]); – переходной коэффициент для лиственницы, учитывающий породу древесины (таблица 6.5 [1]); – коэффициент условий работы для учёта класса продолжительности действия нагрузок и условий эксплуатации (таблица 6.3 [1]); – коэффициент, учитывающий толщину слоя, при (таблица 6.9 [1]); – коэффициент при обеспечении обжатия площадки скалывания; – принятая длина клеевого соединения, т.е. расстояние от подошвы фундамента до стальной траверсы; – плечо силы скалывания; – расчётная площадь скалывания, здесь – расчётная ширина участка скалывания. Так как , то прочность клеевого шва обеспечена.
4. Мероприятия по защите деревянных конструкций от гниения и возгорания Для обеспечения долговечности деревянных конструкций необходимо учитывать следующие факторы: - назначение конструкции; - особенности работы конструкции; - условия эксплуатации; - форму элементов и деталей конструкций; - вероятное техническое содержание конструкции в течение назначенного срока эксплуатации; -специальные защитные мероприятия. Для защиты древесины от увлажнения, биоразрушения и возгорания необходимо использовать конструктивные и химические меры в соответствии с условиями эксплуатации. Это достигается устройством гидроизоляции между древесиной колонны и бетоном фундамента, пароизоляции, устраиваемой по настилу. Для несущих деревянных клееных конструкций и ограждающих конструкций применяем защитное покрытие в качестве влагостойкого лакокрасочного покрытии. Для торцов, опорных элементов, мест пересечения с наружными стенами, обшивок ограждающих конструкций применяем влагостойкие лакокрасочные покрытия, а также антисептирование водорастворимыми антисептиками или антисептическими пастами (натрий фтористый технический для поверхностной обработки с расходом 20 г/м2 в перерасчете на сухое вещество).
Для предохранения древесины от увлажнения в местах контакта с металлом на поверхности, контактирующие с древесиной, рекомендуется нанести мастику «Тектор» марки 201 ТУ 5772-001-5002263-98 таким образом, чтобы при постановке на место детали плотно прилегали к древесине, а мастика, выдавливаясь, хорошо заполняла зазоры между металлом и древесиной. Для защиты от коррозии стальных конструкций со сварными, болтовыми соединениями необходимо предусмотреть их окраску лакокрасочными материалами, например, эмалью ПФ-1189. Республиканский научно-практический центр пожарной безопасности ГУВПС МВД Беларуси рекомендует применять на территории Республики Беларусь в качестве огнезащитных средств следующий состав: - БАНН-1 (ТУ 2332-001-20510370-94 с изменением №1) Для несущих конструкций для защиты от коррозии применяем окрашивание лакокрасочными материалами I, II и III групп. Применяем клей группы I.
5. Разработка схемы связей по шатру здания и колоннам Обвязочный брус С1 (рисунок 5.1). Проектируем брус прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения обвязочного бруса 100 мм.
Обвязочный брус С2 по торцам здания (рисунок 5.1). Проектируем брус прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения обвязочного бруса 75 мм.
Вертикальные связи по колоннам С3 (рисунок 5.1). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 150 мм. Вертикальные связи по колоннам С4 по торцам здания (рисунок 5.1). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 150 мм.
Рисунок 5.1 – Вертикальные связи по колоннам и их расчетные длины
Распорка вертикальной связи по ферме С5 (рисунок 5.3). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 100 мм. Вертикальная (наклонная) связь по ферме С6(рисунок 5.2, 5.3). Связь проектируем клееной из досок толщиной 30 мм, так как расчётная длина раскоса . Исходя из предельной гибкости , определяем минимальный размер сечения вертикальной связи: Принимаем сечение вертикальной связи b´h=75´75 мм, где h=3´25=75 мм (рисунок 5.2). Проверяем сечение связи по гибкости: (п. 5.2.15 [1]); ; ; ; Запас прочности по гибкости . Рисунок 5.2 - Сечение вертикальной связи С6 по ферме Рисунок 5.3 – Вертикальные (наклонные) связи по ферме и их расчетные длины
Распорка вертикальной связи по ферме С7 по торцам здания (рисунок 5.5). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 75 мм. Вертикальная (наклонная) связь по ферме С8 по торцам здания (рисунок 5.4, 5.5) Связь проектируем клееной из досок толщиной 25 мм, так как расчётная длина раскоса . Исходя из предельной гибкости , определяем минимальный размер сечения вертикальной связи: Принимаем сечение вертикальной связи b´h=75´75 мм, где h=3´25=75 мм (рисунок 5.4). Проверяем сечение связи по гибкости: (п. 5.2.15 [1]); ; ; ; Запас прочности по гибкости . Рисунок 5.4 - Сечение вертикальной связи С8 по ферме Рисунок 5.5 – Вертикальные (наклонные) связи по ферме по торцам здания и их расчетные длины
Распорка скатной связи по ферме С9 (С5) (рисунок 5.6). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 100 мм. Раскос скатной связи по ферме С10(рисунок 5.6). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 100 мм. Рисунок 5.6 – Скатные связи по ферме и их расчетные длины
Распорка скатной связи по ферме С11 (С7) по торцам здания (рисунок 5.7). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 75 мм. Раскос скатной связи по ферме С12 по торцам здания (рисунок 5.7). Проектируем связи прямоугольного сечения. Ширину и высоту сечения определяем из условия предельной гибкости: Принимаем ширину и высоту сечения связи 100 мм. Рисунок 5.7 – Скатные связи по ферме по торцам здания и их расчетные длины Литература 1. Деревянные конструкции. Строительные нормы проектирования: ТКП 45-5.05- 146-2009 (02250). - Введ. 01.01.2010. - Мн.: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. 2009. - 63 с. Технический кодекс установившейся практики. 2. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия: СНиП 2.01.07-85. -Введ. 01.01.1987. - М.: Госстрой СССР, 1987. - 36 с., с изменением №1. 3. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия: СНиП 2.01.07-85 (Дополнения. Раздел 10. Прогибы и перемещения). - Введ. 01.01.1989. - М.: ЦНИТП Госстроя СССР, 1989. - 8 с. 4. Жук, В.В. Методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство» дневной и заочной форм обучения: учеб.-метод. пособие / В.В. Жук, И.Ф. Захаркевич, В.И. Игнатюк, Н.В. Черноиван. - Брест: УО БрГТУ, 2012. - 39 с. 5. Гринь, И.М. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет: учеб. пособие для строительных вузов и ф-тов / И.М. Гринь. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев-Донецк: Вища школа, головное изд-во, 1979. - 272 с. 6. Строительные нормы и правила. Стальные конструкции / Госстрой СССР — Введ. 01.01.1982.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 96 с. 7. Расчёт стальных конструкций: справ. пособие / Я.М. Лихтарников, Д.В. Ладыженский, В.М. Клыков. - 2-е изд, перераб. и доп. - К.: Будiвельник, 1984. — 368 с. 8. Жук, В.В. Справочные материалы для проектирования деревянных конструкций зданий и сооружений / В.В. Жук. — Брест: БрГТУ, 2010. — 33с. 9. Национальный комплекс нормативно-технических документов в строительстве. Строительные нормы Республики Беларусь. Бетонные и железобетонные конструкции: СНБ 5.03.01 - 02. - Введ. 01.07.2003. - Мн.: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. 2003. - 139 с., с изменениями №1- №3. 10. Васильев А.А. Металлические конструкции: учеб. пособие для техникумов / А.А. Васильев - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1976. - 424 с. 11. Шурин, А.Б. Справочные материалы для проектирования стальных конструкций зданий и сооружений / А.Б. Шурин, А.В. Мухин. - Брест: БрГТУ, 2004. - 83 с. 12. Защита строительных конструкции от коррозии. Строительные нормы проектирования: ТКП 45-2.01-111-2008 (02250). - Мн.: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь 2009. Технический кодекс установившейся практики. - 63 с. 13. Стандарт университета. Оформление материалов курсовых и дипломных проектов (работ), отчётов по практике. Общие требования и правила оформления: СГ БГТУ 01-2008. - Брест: БрГТУ, 2008. - 46 с.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 174; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.252.8 (1.054 с.) |